[发明专利]一种高力学性能胶原膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种高力学性能胶原膜的制备方法，属于高分子材料领域。本发明通过动态键聚合物与酸溶性胶原之间形成可逆共价连接，获得膜材料，提供了一种高力学性能胶原膜的制备方法。本发明方法制备的胶原膜材料成膜性佳、具有较好的力学性能，柔韧性强，且生物相容性高，应用前景广阔，能够广泛应用于药物缓释、术后防连粘、人工角膜、心血管支架、口腔种植等方面。

技术领域

本发明涉及一种高力学性能胶原膜的制备方法，属于高分子材料领域。

背景技术

随着生物材料的的不断发展，生物医用膜材料在医疗、组织工程中日益凸显出重要作用，其主要医学应用体现在药物缓释、术后防连粘、人工角膜、心血管支架、口腔种植等方面。胶原作为一种天然高分子，具有免疫源性低、生物相容性高、可生物降解、诱导细胞增殖等优势，因而备受关注。

现有胶原膜材料形式与功能多样，但在应用中有机械强度较差的问题，特别是在环境温度过高/低或湿度过大时，导致膜的稳定性变差。常用的胶原膜改性方法分物理和化学两种，物理改性法是通过高温、紫外线或γ-射线处理，化学改性法主要是在胶原蛋白上进行化学修饰以更紧密地交联，但两种方法都对胶原蛋白的自身结构有较大破坏；且方法繁琐复杂、成本高，特别是一些改性方法存在一定的细胞毒性，不利于工业化生产。因此，寻求一种工艺简单、过程温且确保较好力学性能、无毒的胶原膜制备方法是有迫切需求的。

发明内容

本发明通过动态键聚合物与胶原之间的可逆共价连接获得膜材料，目的是提供一种高力学性能胶原膜的制备方法。其中动态键聚合物的成分有芳香醛、氨基封端的小分子/聚合物经亚胺生成反应聚合而成，并进一步与胶原蛋白中的氨基交联，经溶剂挥发后获得胶原膜材料。经万能拉力机测试，该胶原膜材料具有较好的力学性能。

动态共价键聚合物是可逆共价反应连接的聚合物，是一种新型可适应性高分子材料。其最大特点是其结构组成可由外界刺激调控，例如对紫外线、酸性条件、生物酶等外界刺激敏感的材料均已被开发。该类聚合物在生物材料中的应用价值也日渐凸显，所制得材料一般具有自愈合、可生物降解等特性。在本发明中，发明人首次将动态键聚合物与胶原蛋白相结合制备膜生物材料，经过大量实验探索，发现所制得胶原膜的力学性能得到明显增强。

本发明的第一个目的是提供一种胶原膜的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)芳香醛与氨基封端的化合物在有机溶剂中混合，反应得到亚胺动态键聚合物；

(2)步骤(1)的亚胺动态键聚合物与水混合，得到亚胺动态键聚合物溶液，加入胶原，混合均匀；其中亚胺动态键聚合物与酸溶性胶原的质量比为1：(2-10)；。

在本发明的一种实施方式中，所述亚胺动态键聚合物与酸溶性胶原的质量比优选1：3。

在本发明的一种实施方式中，所述芳香醛与氨基封端的化合物的摩尔量之比为1:2～4:1。

在本发明的一种实施方式中，所述亚胺动态键聚合物溶液的浓度为10-30mmol/L。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(2)中酸溶性胶原是通过1％-3％胶原溶液进行混合。

在本发明的一种实施方式中，所述有机溶剂包括甲醇、乙醇、丙酮、乙腈、氯仿。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(1)中的反应是在60-80℃下反应1-4天。

在本发明的一种实施方式中，所述芳香醛包括邻苯二甲醛、对苯二甲醛、间苯二甲醛、均苯三甲醛中的一种或多种。

在本发明的一种实施方式中，所述氨基封端的化合物包括二亚乙基三胺、2,2'-氧双(乙胺)、四乙烯五胺、氨基封端的聚乙二醇、四臂聚乙二醇、聚醚胺、聚四氢呋喃、壳聚糖、氨基修饰的透明质酸中的一种或多种。